JPH06115974A - ガラス基板表面への赤色パターン形成方法 - Google Patents

ガラス基板表面への赤色パターン形成方法

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JPH06115974A JP28550092A JP28550092A JPH06115974A JP H06115974 A JPH06115974 A JP H06115974A JP 28550092 A JP28550092 A JP 28550092A JP 28550092 A JP28550092 A JP 28550092A JP H06115974 A JPH06115974 A JP H06115974A
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    • C03C21/00Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface
    • C03C21/007Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in gaseous phase

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガラス基板表面に赤色パターンを、エッジが
崩れることなく鮮明に、また雰囲気として還元性を必要
とすることなく容易に形成でき、またガラス基板の平滑
性を損なうことなく形成することができるガラス基板表
面への赤色パターン形成方法の提供を目的とする。 【構成】 アルカリ金属酸化物含有のガラス基板に対し
て、赤色パターンを形成しようとする面に錫を含有さ
せ、次に錫を含有させた面のうち前記赤色パターンを形
成させない部分に無機薄膜を形成し、さらに前記錫を含
有させた面を500 ℃以上の雰囲気でハロゲン化銅の蒸気
に接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガラス基板表面に赤色の
パターンを形成する方法に関し、係る赤色パターンを形
成したガラス基板は例えばフラットディスプレイ等にお
けるカラーフィルタの赤色用として利用することができ
る。
【0002】
【従来の技術】ガラスの表面を赤色に着色する方法とし
て、従来例えば、US特許第2428600号公報に記載の方
法が提供されている。またその他、特公昭49-8489 号公
報、特開昭54-31418号公報、特開平3-275530号公報、U
S特許第2498003 号公報等に記載の方法が提供されてい
る。前記US特許第2428600 号公報に記載の方法は、ア
ルカリを含むガラス基板を銅ハライド蒸気に曝した後、
高温で水素還元雰囲気中で処理して赤色化する方法であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記US特許
第2428600 号公報に記載の方法においては、水素等によ
る還元雰囲気での処理を必要とし、また表面全面を赤色
に出来ても、一部をパターン化した状態に赤色すること
ができない欠点があった。またその他の従来方法におい
ても、いずれも還元性雰囲気を必要として工程が複雑と
なったり、エッチングによる赤色パターン形成によりガ
ラス表面の平滑性が失われる欠点があった。更に上記U
S特許第2428600 号公報に記載の方法に対して、パター
ニングの方法としてメタルマスク法、ケミカルエッチン
グ法、リフトオフ法等の知られた方法を組み合わせた場
合の問題点は次の通りである。即ち、前記メタルマスク
法では通常メタルマスクをオンコンタクトで使用する場
合が多いが、腐食性ガスが作用される場合にはエッジ部
が侵されて、好ましいパターンが得られない問題があ
る。また前記ケミカルエッチング法では、全面を赤色に
したガラス表面をケミカルエッチングでパターン化する
ので表面の平滑性が損なわれる問題がある。また前記リ
フトオフ法では、赤色化処理を行う前に塗布する材料と
しての有機物が、赤色化処理の際の高温により早々と表
面から離脱してしまうのでパターン化ができない問題が
ある。
【0004】そこで、本発明は上記従来方法の欠点を解
消し、ガラス基板表面に赤色パターンを、エッジが崩れ
ることなく鮮明に、また雰囲気として還元性を必要とす
ることなく容易に形成でき、またガラス基板の平滑性を
損なうことなく形成することができるガラス基板表面へ
の赤色パターン形成方法の提供を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のガラス基板表面への赤色パターン形成方法
は、アルカリ金属酸化物含有のガラス基板に対して、赤
色パターンを形成しようとする面に錫を含有させ、次に
錫を含有させた面のうち前記赤色パターンを形成させな
い部分に無機薄膜を形成し、さらに前記錫を含有させた
面を500 ℃以上の雰囲気でハロゲン化銅の蒸気に接触さ
せることを第1の特徴としている。また本発明のガラス
基板表面への赤色パターン形成方法は、上記第1の特徴
において、錫の代わりにアンチモンとすることを第2の
特徴としている。また本発明のガラス基板表面への赤色
パターン形成方法は、金属錫浴を用いたフロート法にて
得たアルカリ金属酸化物含有のガラス基板を用い、前記
金属錫浴に接していた面のうち赤色パターンを形成させ
ない部分に無機薄膜を形成し、さらに前記金属錫浴に接
していた面を500 ℃以上の雰囲気でハロゲン化銅の蒸気
に接触させることを第3の特徴としている。また本発明
のガラス基板表面への赤色パターン形成方法は、上記第
1から第3の特徴において、アルカリ金属酸化物含有の
ガラス基板がソーダライムシリカガラス、ホウケイ酸ガ
ラス、アルミノケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラ
スのいずれかからなることを第4の特徴としている。ま
た本発明のガラス基板表面への赤色パターン形成方法
は、上記第1から第4の特徴において、無機薄膜がSi
O2、Al2O3 、ZrO2のうち少なくとも1成分からなる酸化
膜であることを第5の特徴としている。また本発明のガ
ラス基板表面への赤色パターン形成方法は、上記第1か
ら第5の特徴において、ハロゲン化銅の蒸気がフッ化
銅、塩化銅、臭化銅、沃化銅のうち少なくとも1つから
なる蒸気であることを第6の特徴としている。
【0006】上記特徴において、ガラス基板面へは通常
錫を含有させるが、同じく還元剤であるアンチモンでも
よい。ガラス基板面への錫、アンチモンの含有方法は拡
散による方法、その他の公知の方法で行うことができ
る。が、ガラス板製造の1方法である金属錫浴を用いた
フロート法によって、ガラス基板製造と同時に得られる
錫含有(浴に接した片面)ガラス基板を用いることで、
工程を省くことができる。基板はアルカリ金属酸化物を
含有していれば、ソーダライムシリカガラス、ホウケイ
酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸
ガラスのいずれでも良く、さらにLi2O−Al2O3 −SiO2
等の透明結晶化ガラスでも良い。
【0007】また上記特徴において、ガラス基板面上へ
無機薄膜をパターン形成する方法としては、通常Si酸化
膜を用い、例えば半導体回路製造におけるスパッタリン
グやディッピング等の公知の種々の方法を用いることが
できる。が、リフトオフ法とスパッタリング法を組み合
わせた方法を用いることで好ましく膜を形成できる。即
ち、ガラス基板表面に、先ず、目標の赤色パターンと同
じパターンを有機レジストで印刷し、これを硬化させた
後その上から全面に例えばSi酸化膜をスパッタリングで
形成し、次に熱を加えて前記有機レジストのパターンを
その上のSi酸化膜と一緒に揮発除去する。これによって
赤色パターンを形成させない部分だけが確実にSi酸化膜
で被覆されたガラス基板ができる。無機薄膜はSiO2、Al
2O3 、ZrO2のうち少なくとも1成分からなる酸化膜が好
ましいが、窒化膜や酸窒化膜で被覆しても良い。
【0008】前記無機酸化膜はSi酸化膜の場合0.02μm
以上が好ましい。0.02μm未満では接触させる蒸気から
の銅イオンの侵入を遮蔽することが十分でなくなり、着
色してはいけない場所に発色が起こる。更に前記Si酸化
膜が0.2 μmを越える場合には、ガラス基板としての平
滑性が悪くなり、フラットディスプレイ等のカラーフィ
ルタとして好ましくなくなる。要するに無機酸化膜の厚
みは銅イオンの侵入による発色を防止できる厚みとし、
この条件を満たす上で、平滑性の点からできるだけ薄く
する。またディスプレイ等のカラーフィルタとしては透
明であることを必要とする。
【0009】また上記特徴において、500 ℃以上の雰囲
気とすることで、赤色発色を有効に行うことができる
が、それ未満では発色が不十分となる。一方、本発明の
方法における処理雰囲気は、特に還元性雰囲気であるこ
とを必要とせず、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気は勿論の
こと、空気中雰囲気でも十分である。
【0010】また上記特徴において、ハロゲン化銅の蒸
気としては通常、塩化銅蒸気を用いる。が、フッ化銅、
臭化銅、沃化銅の蒸気を用いることも可能である。その
他、アルカリ金属酸化物含有のガラス基板という場合に
おけるアルカリ金属は、通常においてLi、Na、K であ
る。この含有アルカリ金属イオンが、ハロゲン化銅の蒸
気と接触することにより銅イオンと置換され、これによ
って容易に銅イオンがガラス基板側へ侵入する。
【0011】
【作用】500 ℃以上の雰囲気でハロゲン化銅の蒸気に接
触させることで、銅イオンが表面層のアルカリ金属イオ
ンと置換されて表面層に侵入し、さらに還元剤である錫
或いはアンチモンによって還元されて発色する。無機薄
膜で覆われた表面には銅イオンが侵入することができな
いので、発色しない。即ち無機薄膜のない部分に赤色パ
ターンが形成される。メタルマスクを用いては赤色パタ
ーンを形成しないので、ガラス基板表面にエッジが崩れ
ることなく鮮明に赤色パターンを描くことができる。ま
たフッ酸によるケミカルエッチングを用いないので、ガ
ラス基板の平滑性も損なわない。また処理雰囲気として
還元性を必要としないので製造が非常に容易となる。ま
た金属錫浴を用いたフロート法にて得たアルカリ金属酸
化物含有のガラス基板を用いることで、表面へ錫を含有
させるための工程が省かれ、製造が一層簡単となる。
【0012】
【実施例】
実施例1 フロート法で作製されたソーダライムシリカガラス基板
(50×50×2mm)を用いた赤色パターン形成方法を図1
も参照して説明する。先ずガラス基板1の金属錫浴に接
していた面1aのうち赤色化させる所を、スクリーン印刷
でUV硬化レジストインク2を所定のパターンに印刷し
(A)、次にこれを紫外線により硬化させた(B)。次
にその上からSi酸化膜であるシリカ3をガラス基板全面
にスパッタリングにより膜厚0.02μmになるように成膜
した(C)。次にこの基板を500 ℃で空気中にて30分間
熱処理し、レジストインクとレジストインク上のシリカ
膜を除去した(D)。そして、550 ℃で4時間、窒素雰
囲気中にて塩化銅の蒸気で処理し、シリカ膜で覆われて
いない所だけを赤色パターン化4したガラス基板を得た
(E)。図2に赤色パターン化させた部分の透過率曲線
を示す。図2より、赤色パターン化させた部分の赤色透
過率が非常に高いことがわかる。
【0013】実施例2 フロート法で作製されたソーダライムシリカガラス基板
(50×50×2mm)の金属錫浴に接していた面のうち赤色
化させる所を、スクリーン印刷でUV硬化レジストイン
クを所定のパターンに印刷し、これを紫外線により硬化
させた。次にその上からゾルゲル法によりシリカ−アル
ミナをガラス基板全面にディッピングで膜厚0.2 μmに
なるように成膜した。次に基板を500 ℃で空気中にて30
分間熱処理し、レジストインクとレジストインク上のシ
リカ−アルミナ膜を除去した後、550 ℃で4時間、空気
中にて塩化銅の蒸気で処理した。その結果、シリカ−ア
ルミナ膜で覆われていない所だけが赤色パターン化した
ガラス基板を得た。
【0014】実施例3 フロート法で作製されたソーダライムシリカガラス基板
(50×50×2mm)の金属錫浴に接していた面のうち赤色
パターン化させる所を、スクリーン印刷によりUV硬化
レジストインクを所定のパターンに印刷し、これを紫外
線により硬化させた。次にその上からシリカをガラス基
板全面にスパッタリングにより膜厚0.02μmになるよう
に成膜した。次にこの基板を500 ℃で空気中にて30分間
熱処理し、レジストインクとレジストインク上のシリカ
膜を除去した後、550 ℃で2時間、窒素雰囲気中にて臭
化銅の蒸気で処理した。その結果、シリカ膜で覆われて
いない所だけが赤色パターン化したガラス基板を得た。
【0015】実施例4 アルカリ金属酸化物を含んだホウケイ酸ガラス基板(50
×50×2mm) の片面を窒素雰囲気中、700 ℃にて1時
間、金属錫と反応させた後、その表面にスパッタリング
で酸化アルミニウムをメタルマスクを用いて所定のパタ
ーンに、膜厚0.1μmで成膜した。次に、この基板を550
℃で4時間、窒素雰囲気中で塩化銅の蒸気で処理し
た。その結果、酸化アルミニウムの膜で覆われていない
ところだけが赤色パターン化したガラス基板を得た。
【0016】
【発明の効果】本発明は以上の構成、作用よりなり、請
求項に記載のガラス基板表面への赤色パターン形成方法
によれば、メタルマスクによって赤色パターンを形成し
ないので、ガラス基板表面にエッジが崩れることなく鮮
明に赤色パターンを描くことができる。またフッ酸によ
るケミカルエッチングを用いないので、ガラス基板の平
滑性も損なわない。特に処理雰囲気として還元性を必要
としないので製造が非常に容易となる。また金属錫浴を
用いたフロート法にて得たアルカリ金属酸化物含有のガ
ラス基板を用いることで、表面へ錫を含有させるための
工程が省かれ、製造が一層簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1におけるガラス基板表面への赤色パタ
ーン形成方法の各工程を示す図である。
【図2】実施例1において得た赤色パターン部分の透過
率曲線図である。
【符号の説明】
1 ガラス基板 2 レジストインク 3 シリカ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルカリ金属酸化物含有のガラス基板に
    対して、赤色パターンを形成しようとする面に錫を含有
    させ、次に錫を含有させた面のうち前記赤色パターンを
    形成させない部分に無機薄膜を形成し、さらに前記錫を
    含有させた面を500 ℃以上の雰囲気でハロゲン化銅の蒸
    気に接触させることを特徴とするガラス基板表面への赤
    色パターン形成方法。
  2. 【請求項2】 錫の代わりにアンチモンとする請求項1
    に記載のガラス基板表面への赤色パターン形成方法。
  3. 【請求項3】 金属錫浴を用いたフロート法にて得たア
    ルカリ金属酸化物含有のガラス基板を用い、前記金属錫
    浴に接していた面のうち赤色パターンを形成させない部
    分に無機薄膜を形成し、さらに前記金属錫浴に接してい
    た面を500 ℃以上の雰囲気でハロゲン化銅の蒸気に接触
    させることを特徴とするガラス基板表面への赤色パター
    ン形成方法。
  4. 【請求項4】 アルカリ金属酸化物含有のガラス基板が
    ソーダライムシリカガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミ
    ノケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスのいずれか
    からなる請求項1から3のいずれかに記載のガラス基板
    表面への赤色パターン形成方法。
  5. 【請求項5】 無機薄膜がSiO2、Al2O3 、ZrO2のうち少
    なくとも1成分からなる酸化膜である請求項1から4の
    いずれかに記載のガラス基板表面への赤色パターン形成
    方法。
  6. 【請求項6】 ハロゲン化銅の蒸気がフッ化銅、塩化
    銅、臭化銅、沃化銅のうち少なくとも1つからなる蒸気
    である請求項1から5のいずれかに記載のガラス基板表
    面への赤色パターン形成方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1999033760A1 (en) * 1997-12-24 1999-07-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Patterned coated articles and methods for producing the same
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KR100659381B1 (ko) * 2006-09-18 2006-12-20 곽성기 장식용 판유리의 제조방법

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